3月27日，華為P20系列手機在巴黎發布，4月12日登陸國內市場。眾所周知，P20和P20 Pro的拍照功能異常強大，DxOMark權威評測給出的分數雙雙破百登頂，尤其是P20 Pro超出前代冠軍10分。
那么，P20系列到底突破了什么?本文就從硬件和算法兩個方面，詳細講述P20系列帶來的革命。
一、最領先的攝影系統
1、前所未見的4000萬像素徠卡三鏡頭
相比同時代手機產品，華為P20 Pro最為閃耀的特性即是搭載史無前例的后置三攝像頭模組。
近年來，華為和影像巨頭徠卡深入合作，推出了一系列搭載徠卡雙攝像頭的智能手機，如今再次牽手，P20 Pro配置了VARIO-SUMMILUX徠卡三鏡頭：
其一是獨家定制的、采用1/1.7英寸超大感光元件的4000萬像素彩色模組，搭配等效焦距約27mm的f/1.8光圈鏡頭，還原細節和真實色彩信息。
其二是2000萬像素超清黑白模組，搭配等效焦距約27mm的f/1.6光圈鏡頭，帶來經典且風格濃郁的徠卡影調。
其三是業內首創的800萬像素長焦模組，搭配等效焦距約81mm的f/2.4光圈鏡頭，可實現約3倍光學變焦、5倍三攝變焦、10倍數字變焦。
底大一級壓死人，P20 Pro擁有主流手機市場上尺寸最大的CMOS影像傳感器，是三星Galaxy S9+的2.25倍、iPhone X的2.7倍。
更大的感光面積，帶來的是視覺感受上更加緊致的圖像效果，以及手機領域中絕少有的背景虛化效果。
由于感光元件尺寸增大，單位像素的尺寸也相應地得以擴大，意味著受光面積隨之增加，感光量更多，信噪比上升。
P20傳感器的單個像素尺寸為1.55μm，領先于三星Galaxy S9+的1.4μm和iPhone X的1.22μm。像素面積增大。
P20 Pro更是擁有先進的像素融合技術，可將4000萬像素的信息超采樣為1000萬超級像素的畫面，此時單位像素的尺寸相當于2μm，可實現更大的動態范圍、更高的感光度。
在照度極低的環境下，華為P20 Pro的感光度最高可以達到ISO 102400，不僅在手機領域絕無僅有，即使是在數碼相機領域中也只有比較高端的型號才能達到。
因此在光線極暗的、肉眼已經無法辨識物體環境下，P20 Pro依然能夠拍出清晰畫面。
2、高動態范圍表現優異
同時，P20系列還通過研發全新的解決方案，實現了RAW域多幀降噪，使得HDR效果可以達到前所未有的純凈質感。
與以往不同的是，使用華為P20系列拍攝HDR照片時，將首先由ISP對RAW檔數據進行HDR處理，隨后完成寫入。
也就是說P20系列的HDR拍攝模式實際上是直接在寫入存儲器之前，就對原始圖像做了機內Dodging and Burning，堪比專業相機，逆光拍攝的實際效果也確實大大提升。
3、全新的變焦系統
如今，雙攝手機已經相當普及，支持2倍光學變焦的也越來越多，P20 Pro則一鼓作氣提供了3倍光學變焦、5倍三攝變焦。只需點擊相機界面上的1X、3X和5X，就能輕松切換三種焦距。
在3倍以內變焦時，傳統雙攝的分工和以往類似，其中黑白模組抓取灰度信息，產生精致細節和影調，彩色模組則感知色彩。二者數據同步產生，經過疊加、對其、融合，完成拍照，效果比傳統拜爾濾色鏡方式要好得多。
3倍以上變焦時，第三顆攝像頭就會自動啟動，可以在自動曝光、自動白平衡計算、自動對焦三大核心動作上完美同步。要知道，復雜的三重攝像頭模組在變焦倍率發生轉換時，要從技術上實現實時取景畫面連續、平滑，著實不是一件輕而易舉的事情。
經過5倍變焦后，華為P20 Pro完美還原色彩，精準呈現毛發、眼睛等細節，對比其他低倍變焦的拍照效果優勢顯著。
即使是使用10X數字變焦時，拍攝遠距離墻上的海報，智能變焦拍攝配合后期算法補償，也能獲得較為理想的效果。
4、4D追焦所見即所得
失焦是拍照失敗的主要因素之一，特別是拍攝運動對象時，難以成功對主體對焦是常見情況，而原因無外乎焦速度慢、追焦能力差等。
除了傳統的四合一自動對焦，包括激光對焦、相位對焦、反差對焦、景深自動對焦，P20系列還增加了4D追焦，可以在整個畫面范圍內高速、準確地追蹤被拍攝物體，并預測物體運動軌跡，同時搭配全新的激光傳感器，偵測范圍可以達到3米。
不止如此，P20系列還有近乎零延時的高速快門，可以最大程度降低快門時滯，實現所見即所得。
以此圖為例，P20 Pro通過識別高速運動對象，預測人物的長發在下一個時刻可能的運動軌跡，并以近乎零時滯的1/900s高速快門拍攝，可以精準捕捉細節。
而同時按下快門的另外兩臺手機A和B，A完成拍攝時頭發已經落下，說明存在快門延遲，而且衣服部分過曝，而B不僅快門滯后，因為對焦不精準和快門速度較慢，畫面出現拖影和模糊。
5、自拍也有新門道
P20系列配置了2400萬像素前置模組，具備f/2.0光圈鏡頭。先進的BSI CMOS影像傳感器結合色溫傳感器，可以在不同環境光線下智能校正膚色。
在逆光自拍的場景中，可以看到P20拍攝到的左圖呈現了更為鮮亮的面部，人物膚色自然、細膩，配合適當的美化，整體效果令人著迷。而右圖沒有很好的進行整體色彩控制和細節修飾，缺乏美感。
二、最懂你的AI攝影
絕大部分用戶對高級拍照參數調校知之甚少，無法判斷在當前場景下選擇哪種拍照模式更加合適，為此華為基于麒麟970 AI人工智能功能，開發了Master AI。
1. Master AI(智慧拍照助手)
華為在算法架構維度上設計了一個推薦引擎(Suggest Engine)，實時獲取取景畫面的信息。
根據場景識別、人臉檢測的結果，按照預定義的規則執行推薦，上報到用戶操作界面，同時記錄當前使用者的操作行為，并反饋給推薦引擎。通過不斷學習用戶的使用習慣，就能向用戶推薦對其量身定制的、令其滿意的拍照模式。
(1)場景檢測
由淺入深可以分為三個環節：圖像處理、圖像分析、圖像理解。
圖像處理是對圖像進行分析、加工、處理，使其滿足視覺、心理以及其他要求。
圖像分析更重于研究圖像的內容，包括但不局限于使用圖像處理的各種技術，更傾向于對圖像內容的分析、解釋、識別。
圖像理解是對圖像的語義理解，屬于高層操作，通過對圖像內容含義進行理解并對原始客觀場景做出解釋，進而指導和規劃行為，這與人類的推理模式有許多相似之處。
場景檢測算法結合機器學習、深度學習的理論以及對圖像的分析和理解，達到實現區分多種場景的能力。
(2)推薦規則：
如何在識別到的多種場景中選擇最恰當拍照模式?這就用到了推薦規則。
在空間維度上，對在一副畫面識別到的多個目標進行辨認，識別出主體;在時間維度上，對取景范圍內目標的變化進行甄別，避免干擾因素。
(3)用戶習慣：
用戶可以自行決定是否啟用Master AI技術。如果在本次相機運行期間取消Master AI，即可關閉拍攝模式推薦。待下次開啟相機時，Master AI則將重新開始推薦拍照模式。
推薦模式是AI技術在P20系列上更深入一步的智慧應用，同時實現了對于場景的識別和推薦，更有趣的是在多物體共存的拍攝場景中，AI甚至會通過學習來優化推薦規則。
比如在花卉旁邊拍攝人像，系統就會優先選擇人像模式進行推薦，而不是推薦花卉模式。
2. AIS(AI Image Stabilization) 智慧防抖技術
為什么拍照會模糊?
眾所周知，一張照片的曝光量由多個因素決定：快門速度、光圈大小、感光度(ISO值)等。這些數值的不同組合會直接對拍攝效果產生影響。
在感光度和光圈數值已定的情況下，延長快門速度即增加曝光時間，可以拍出水流或是燈光流動的效果，但當快門時間慢于人體手持拍照的極限(對于一般手機而言約為1/30秒)時，畫面就會因為“手震”而變得模糊。
在感光度已定的情況下，光圈越小景深就越大，畫面的信息也就越豐富。但相應的，為了保證進光量，我們需要更慢的快門速度。
特別是在極暗環境中，手機在固定光圈的情況下，根據自動測光，勢必會提高感光度或延長曝光時間。前者受手機器件所限，后者受人體能力所限，從而導致手機在夜晚拍照的畫質不佳，“手震“無疑是夜景的天敵。
P20系列在夜景模式應用了全新的黑科技“AIS”(AI Image Stabilization 智慧防抖技術)，允許用戶以手持的方式進行長達6秒的持續曝光，獲得精湛的夜景照片。
該技術主要通過AI技術分析、整理拍攝過程中每個畫面的特征點，識別物體形狀及邊緣，自動抓取4秒曝光時間內生成的所有照片，并借助AI算法過濾、校正由于手抖動造成的畫面偏移和模糊，最終將照片疊加，同時平衡畫面中各元素的照度，得到完美的夜景圖像。
在視頻拍攝時，P20系列應用AIS智慧防抖技術，可實現六軸視頻防抖效果，有效防止拍攝過程中視頻畫面顫動。
3、3D人像光效技術
P20系列新增3D人像光效功能，應用3D實時建模技術，更好地匹配用戶的面部特征，并模擬影棚級多重光效，如蝴蝶光、劇場光、經典光等，而且前后置攝像頭均支持。
用戶可以在取景界面和圖片編輯界面進行光效調整，豐富了人像拍攝的可玩性。
4、智能拍照輔助
在識別出構圖水平線傾斜時，AI將智能提醒用戶調整手機的角度。
AI還能識別出多張人臉的團體照場景，并智能地提醒用戶應如何構圖。
5、AI對于成像相關功能的整體輔助
麒麟970芯片以及AI技術能根據用戶所處的實際環境和場景做出細分，進而向用戶提供針對于拍攝場景的輔助，例如變焦拍攝文字，AI對于最終文字成像的清晰程度具有顯著的優化效果。
我們已習慣于每一款新智能手機的攝像頭都比前一代稍微好一些，但是看到華為P20 Pro的圖像測試結果時，似乎華為手機一次性前進了一兩代，表現非常優異。P20 Pro的三攝像頭設置是我們在移動成像領域所見到的最大的創新之舉，堪為名副其實的游戲規則革新者。
新的P20 Pro能夠為特定的拍攝場景選擇最佳攝像頭，并以計算機的算法來合并三個圖像傳感器的圖像數據——這意味著它在幾乎每個方面都能擊敗競爭機型，并登上照片和視頻排名中的冠軍寶座。它的變焦和散景模擬在低光下的表現特別出色，因此直接擊敗了其競爭機型。
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